چه چیزی در سکوت بر کل کیهان حکومت می‌کند؟

(روزنامه دن تری) - ثابت‌های بنیادی فقط اعداد خشک و بی‌روح نیستند؛ آن‌ها پایه و اساسی هستند که کل وجود جهان را شکل می‌دهند.

مقدار مرموز یک ثابت

تصویری که نشان می‌دهد چگونه کشش گرانشی یک کهکشان، فضا-زمان را طبق نظریه نسبیت عام انیشتین خم می‌کند (تصویر: کتابخانه علوم).

با نگاه به آسمان شب، اغلب از خود می‌پرسیم که چرا جهان به این شکل وجود دارد: از حیات، ستارگان، سیارات گرفته تا حتی بشر. اما تعداد کمی می‌دانند که همه چیز در جهان توسط گروه خاصی از اعداد، که به عنوان ثابت‌های بنیادی طبیعت شناخته می‌شوند، اداره می‌شود.

این اعداد اختراعات انسانی نیستند، بلکه مقادیر ثابتی هستند که چگونگی تعامل نیروها و ماده در جهان با یکدیگر را توصیف می‌کنند.

برای مثال، سرعت نور در خلاء همیشه تقریباً ۲۹۹,۷۹۲,۴۵۸ متر بر ثانیه است، ثابت گرانش G برابر با ۶.۶۷۴ x ۱۰⁻¹¹ m³/kg/s² است، یا جرم یک الکترون ۹.۱ x ۱۰⁻³¹ kg…

اینها اعدادی هستند که اگر حتی کمی تغییر کنند، می‌توانند جهان را کاملاً تغییر دهند و حتی ممکن است حیات از بین برود. سوال بزرگ این است: چرا این اعداد مقدار یکسانی دارند؟ از کجا آمده‌اند؟ آیا این فقط یک تصادف است؟

به لطف فیزیک، می‌توانیم معادلات و مدل‌های بسیار دقیقی برای توصیف جهان بسازیم - از سقوط یک سنگ گرفته تا انبساط کل جهان. با این حال، هر معادله به برخی مقادیر ورودی، یعنی ثابت‌ها، نیاز دارد.

آنها مانند "تیرهای مهار" هستند که بنای فیزیک مدرن را نگه می‌دارند. اما به طرز عجیبی، هیچ نظریه فعلی نمی‌تواند توضیح دهد که آنها از کجا آمده‌اند. دانشمندان فقط می‌توانند مقادیر تجربی آنها را اندازه‌گیری کرده و در مدل‌ها بگنجانند.

تصور کنید که در حال شبیه‌سازی حرکت یک توپ هستید. می‌توانید از قوانین نیوتن برای توصیف نیروهای مؤثر استفاده کنید، اما باید بدانید که «گرانش چقدر قوی است». این از مدل به دست نمی‌آید؛ باید در واقعیت اندازه‌گیری شود.

به همین ترتیب، ثابت‌هایی مانند قدرت نیروی الکترومغناطیسی، ثابت پلانک یا نسبت بین ذرات بنیادی، همگی پارامترهای «داده‌شده» هستند که نمی‌توان آنها را از مبانی نظری فعلی محاسبه کرد.

آیا ثابت‌ها واقعاً «تغییرناپذیر» هستند؟

انیشتین نویسنده نظریه نسبیت عام بود، که شامل مفهوم ثابت گرانشی G - کمیتی ضروری برای توصیف درجه «انحنای» فضازمان - می‌شود (عکس: گتی).

مشکل وقتی جذاب‌تر می‌شود که فیزیکدانان می‌پرسند: آیا این اعداد واقعاً «ثابت» هستند، به این معنی که هرگز تغییر نمی‌کنند؟

اگر هر یک از آنها، هرچند اندک، با گذشت زمان، مکان یا شرایط فیزیکی تغییر کنند، به این معنی است که آنها واقعاً بنیادی نیستند، بلکه صرفاً جلوه‌هایی از یک نظریه عمیق‌تر هستند که هنوز بررسی نشده است .

برای تأیید این موضوع، دانشمندان آزمایش‌های بسیار دقیقی را چه در زمین و چه در فضا طراحی کردند. در آزمایشگاه، آنها از ساعت‌های اتمی استفاده کردند. این‌ها دستگاه‌های بسیار پیچیده‌ای هستند که می‌توانند کوچکترین تغییرات در نوسانات اتمی را تشخیص دهند و تغییرات در طول زمان را در ثابت‌هایی مانند ثابت ساختار ریز (FSC) ردیابی کنند.

تا به امروز، دقت اندازه‌گیری به سطحی رسیده است که می‌توان تغییرات یک میلیاردم سال را تشخیص داد، اما هنوز هیچ تغییر قابل توجهی ثبت نشده است.

از دیدگاه نجومی، محققان نور کوازارها - اجرام آسمانی بسیار درخشانی که میلیاردها سال نوری از زمین فاصله دارند - را مشاهده می‌کنند. آنها همچنین تابش زمینه کیهانی (CMB) را که بقایای نور مراحل اولیه شکل‌گیری جهان است، تجزیه و تحلیل می‌کنند.

ایده اینجا این است که اگر ثابت‌ها در گذشته‌های دور تغییر کرده باشند، آنگاه نور اجرام آسمانی دوردست تحت تأثیر قرار گرفته و تفاوت‌هایی را نشان می‌دهد. با این حال، مشاهدات هنوز هم پایداری عجیب این ثابت‌ها را نشان می‌دهند.

لازم به ذکر است که نمی‌توانیم ۱۰۰٪ مطمئن باشیم که آنها ثابت هستند. حتی بدون تشخیص هیچ تغییری، همیشه در هر اندازه‌گیری درجه‌ای از عدم قطعیت وجود دارد و بنابراین، همیشه این احتمال وجود دارد که ثابت‌ها در حال تغییر باشند، اما با سرعتی بسیار کم که قابل تشخیص نباشد.

کیهان هنوز اسرار بسیاری را در خود جای داده است.

ثابت‌های بنیادی فقط اعداد خشک و بی‌روح نیستند؛ آن‌ها پایه و اساسی هستند که کل وجود جهان را شکل می‌دهند. آن‌ها تعیین می‌کنند که چگونه نیروها با هم تعامل دارند، اتم‌ها تشکیل می‌شوند، ستارگان می‌سوزند و حیات توسعه می‌یابد.

اگر این اعداد حتی کمی اشتباه بودند، جهان می‌توانست خالی، آشفته یا کاملاً عاری از حیات باشد، همانطور که امروز می‌بینیم.

با این حال، علم هنوز توضیح نداده است که «چرا آنها اینگونه هستند». آیا این ثابت‌ها نتیجه‌ی شانس هستند؟ یا تجلی یک نظریه‌ی کیهان‌شناسی عمیق‌تر، فراتر از درک فعلی ما، هستند؟

ممکن است هنوز پاسخ‌ها را نداشته باشیم، اما ادامه‌ی پرسیدن و یادگیری در مورد آنها می‌تواند بشریت را به نقطه‌ی عطفی در فیزیک مدرن برساند - دقیقاً مانند اینکه چگونه نسبیت و مکانیک کوانتومی زمانی علم قرن بیستم را تکان دادند.

منبع: https://dantri.com.vn/khoa-hoc/thu-gi-am-tham-chi-phoi-ca-vu-tru-20250525082833517.htm